6-6無人車輛全輪轉(zhuǎn)向控制策略研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng),國防建設(shè)和太空探測不斷進(jìn)步,多軸無人車輛以其適用于復(fù)雜危險環(huán)境的特點(diǎn)在這些領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這些領(lǐng)域的特殊工作環(huán)境對多軸無人車輛的性能提出了更高的要求,研究高適應(yīng)性和高動態(tài)穩(wěn)定性的多軸無人車輛具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在整車的動態(tài)穩(wěn)定性中起著至關(guān)重要的作用,因此提高車輛轉(zhuǎn)向性能的多輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是多軸無人車輛研究的重要方向。目前,國內(nèi)外關(guān)于多輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究文獻(xiàn)還很少,其中研究全輪轉(zhuǎn)向控制策略的文獻(xiàn)更少,而

2、且這些研究都基于忽略了很多因素的簡化模型。因此以6*6無人車輛為研究對象對其數(shù)學(xué)建模及全輪轉(zhuǎn)向控制策略做了進(jìn)一步研究。
　　數(shù)學(xué)模型的精確性對多軸車輛的全輪轉(zhuǎn)向控制策略有很大的影響。6*6無人車輛特殊的工作環(huán)境決定了懸架對轉(zhuǎn)向的影響不能忽略,輪胎側(cè)偏特性也已經(jīng)呈現(xiàn)非線性,經(jīng)典的線性二自由度模型不能對它的實(shí)際動力學(xué)特性進(jìn)行準(zhǔn)確的描述。引入了基于位移法的輪胎垂直載荷求解方法解決了6*6無人車輛輪胎垂直載荷難以求解的問題,考慮車身側(cè)傾自

3、由度,選用魔術(shù)公式輪胎非線性模型,建立了六輪全輪轉(zhuǎn)向車輛非線性三自由度模型,并進(jìn)行仿真分析。
　　最優(yōu)控制能夠平衡各項(xiàng)評價指標(biāo),當(dāng)評價指標(biāo)比較多時,它的優(yōu)勢就會更好地被利用。通過分析車輛的穩(wěn)定性建立了6*6無人車輛的理想?yún)⒖寄Ｐ?設(shè)計(jì)了一種全輪轉(zhuǎn)向零質(zhì)心側(cè)偏角比例前饋加最優(yōu)反饋控制策略對后兩軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)全輪轉(zhuǎn)向。為了體現(xiàn)該策略的優(yōu)越性,將前輪轉(zhuǎn)向、零質(zhì)心側(cè)偏角比例控制全輪轉(zhuǎn)向與該控制策略進(jìn)行仿真對比,結(jié)果表明該控制策略能夠

4、協(xié)調(diào)各項(xiàng)指標(biāo)使其達(dá)到綜合最優(yōu)效果,提高了整車的動態(tài)穩(wěn)定性。
　　模糊控制在處理非線性問題上有其獨(dú)到的優(yōu)勢,鑒于研究對象的數(shù)學(xué)模型是非線性的,分別設(shè)計(jì)了以零質(zhì)心側(cè)偏角為控制目標(biāo)的全輪轉(zhuǎn)向比例前饋加質(zhì)心側(cè)偏角模糊反饋控制策略和以橫擺角速度追蹤理想橫擺角速度為控制目標(biāo)的全輪轉(zhuǎn)向比例前饋加橫擺角速度模糊反饋控制策略。仿真結(jié)果表明這兩種控制策略只能夠控制單一變量,針對這一不足進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了全輪轉(zhuǎn)向比例前饋加質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度聯(lián)合模糊反